第3章2GSM移动通信系统无线接口B

1、GSM系统的无线接口NSSBSSOMCGSM系统结构系统结构HLR原籍位置寄存器是是GSM系统的中央数据库，系统的中央数据库，用于存储本地用户位置信用于存储本地用户位置信息。息。HLR中的内容：中的内容： 1、用户基本信息、用户基本信息 2、用户位置信息、用户位置信息可由可由HLR获知用户的当前获知用户的当前所在所在VLR信息。信息。VLR访问位置寄存器存储一个存储一个MSC区内区内来访用户来访用户所处的所处的位置区位置区信息。信息。VLR从该用户的从该用户的HLR里查询里查询其基本信息，并通知原其基本信息，并通知原HLR修改该用户的位置信息。修改该用户的位置信息。当用户的当用户的VLR发生了

2、变化后，发生了变化后，HLR要通知原来的要通知原来的VLR中删中删掉该用户的信息。掉该用户的信息。网络结构覆盖区域由大至小：GSM服务区、PLMN区、MSC区、位置区、基站区（小区）、扇区GSMGSM网络接口GSM系统是标准的开放接口。使不同厂商的设备可以互联。接口有： AG接口，Um接口，Sm接口。NSSBSSBCDEFGSmAbisGSM系统的编号移动台国际ISDN号码（MSISDN）国际移动用户识别码 （IMSI）临时移动用户识别码 （TMSI）移动用户漫游号码 （MSRN）国际移动台设备识别码（IMEI）移动用户识别码设备号码位置区识别码 （LAI）全球小区识别码 （CGI）基站识别码

3、 （BSIC）MSC/VLR号码HLR号码切换号码 （HON）位置识别码系统网元识别码1. 移动台国际移动台国际ISDN号码（号码（MSISDN）为呼叫该移动用户所需拨的号码，即手机号。号码组成：CC：中国为86 NDC：移动业务接入号HLR识别号 134139中国移动(159) 130132中国联通(153) HLR识别号：H0H1H2H3 用以区别本地网国家码（2）国内目的地码（7）用户号码（4）CCNDCSNC1C2N1N2N3H1H2H3H4*2. 国际移动用户识别码（国际移动用户识别码（IMSI）为在整个移动网中识别用户所需的号码，存储在SIM卡、卡、HLR、VLR中。在呼叫建立和位

4、置更新时使用。号码组成：移动用户国家码（3）移动网号（2）移动用户识别码（8）MCCMNCMSIN国内移动用户识别码NMSIMCC：中国为460 MNC：用于识别用户所属的移动网 中国移动：00 中国联通：01 MSIN：唯一识别网内用户 H0H1H2H33. 临时移动用户识别码临时移动用户识别码 （TMSI）为对移动用户识别码保密，MSC/VLR为每个来访用户分配一个临时号码临时号码TMSI（仅限本位置区使用)。用户仅在初始登记时使用IMSI，过后均使用TMSI，避免在空中传送IMSI，保护IMSI。TMSI由MSC分配，总长不超过4byte的BCD编码。4. 移动用户漫游号码移动用户漫游号

5、码 （MSRN）当用户漫游到新业务区时，给入口GMSC提供的用于选路的临时号码临时号码。漫游时，HLR请求新业务区的MSC/VLR给该用户分配一个临时的漫游号码（MSRN），HLR收到后再发送到入口GMSC，GMSC据此建立路由。1.移动台国际ISDN号码（MSISDN） 用户的呼叫号码2.国际移动用户识别码（IMSI） 网络中识别用户的身份号码3.临时移动用户识别码（TMSI） 用户的临时身份号码，由当前MSC/VLR分配4.移动用户漫游号码（MSRN） 用户漫游时为了寻路所用的临时号码识别用户的编号：名字身份证号码代号包含路由信息GSMGSM系统的无线接口系统的无线接口GSM系统的无线接口

6、即是Um接口,也称空中接口研究无线接口的几个方面： 频率配置、 多址方式 业务类型、 信道分类 帧结构1. 频率配置频率配置（1）工作频带和载频间隔GSM采用的900MHz频段和1800MHz频段： 900MHz频段： 载频间隔200kHz，双工间隔45MHz 上行： 下行：890915MHz935960MHz890909 915 935954 96017101785 18051880MS发BS发MS发BS发双工间隔f(MHz)(2)频道编号： 下频段 fL(n)=(890+0.2n)MHz 上频段 fH(n)=fL(n)+45MHzGSM移动通信网共有频点1124。 中国移动：195频点 中

7、国联通：96124频点 通常不使用1和124频道890909915935954960195124195124MS发BS发移动联通2. 调制方式高斯滤波最小频移键控（GMSK）3.多址方式多址方式什么叫多址方式？有哪几种多址方式？什么叫双工方式？多个用户共享信道，区分用户的方多个用户共享信道，区分用户的方式称为多址方式。式称为多址方式。FDMA/TDMA/CDMA用户可以同时进行收发，区分用户可以同时进行收发，区分收发的方式称为双工方式收发的方式称为双工方式GSM采用TDMA/FDMA/FDD方式GSM在25MHz的频段中，先频分成124个载频（载频间隔200kHz），每个载频再时分成8个时隙。

8、每8个时隙构成一个TDMA帧，帧长4.615ms,每个时隙0.577ms。fnfn+1fn+2fn+3fn+4.帧 4.6ms时隙 577us物理信道200kHz频率时间GSM无线接口的TDMA/FDMA多址方式示意图一对双工载频各用一个时隙组成一对双向物理信道。MS在特定的频率上的特定时隙内，向BS发送信息。890915935960上行下行f(MHz)fnfnTs4fnfn=fn+45MHzTs4Ts4fnfnMS1BS在相应的频率上的相应时隙内，向各MS发送信息。TS4BSf1f1MS1MS3f2f2f2f2tts2tts2MS2f1f1tts2ts2tts2MS1MS2ts7MS3GSM

9、系统包括若干小区，n个小区构成一个区群。各小区分配一组频道。用户通信时所占的频道和时隙是由网络动态分配的。MS在指定时隙收/发信息，也可在另外的时隙接收广播信息。系统如何区分这些传送不同内容的时隙呢？系统如何区分这些传送不同内容的时隙呢？4. 信道类型物理信道与逻辑信道汽车必须在一个车道上才能行驶，所以一个车道就是一个物理车道物理车道每个车道用途不同，因此每个车道对应了一个逻辑车道逻辑车道超车道快车道主车道慢车道紧急停车道移动通信也是一样广播信息控制信息话音信息所有的信息都是在时隙上传送，所以一个时隙就是一个物理信道物理信道每一个时隙都传送着不同类型的信息，因此对应了一个逻辑信道逻辑信道ftt

10、1t1t0t0t3t1t0t3t3物理信道与逻辑信道GSM中每个载频中每个载频有有8个物理信道，个物理信道，TS0TS7逻辑信道：根据逻辑信道：根据传递的信息类别，传递的信息类别，定义不同的逻辑定义不同的逻辑信道。信道。逻辑信道分为业务信道（TCH）和 控制信道（CCH）业务信道：传递用户话音或数据。控制信道：传送控制信息的信道。分为： 广播信道（BCH） 公共控制信道（CCCH） 专用控制信道（DCCH）在呼叫接续后期阶段和在通信进行中，在BS与MS间传输所需的控制信息。控制信道CCH业务信道TCH广播信道BCH公共控制信道CCH专用控制信道DCCH向本小区的所有MS发送公用信息。传输MS入

11、网和呼叫建立所需的有关信息。MS入网和空闲时监听此信道在MS呼叫接续初期阶段，传输链路所需的控制信令。双向控制信道。在通信进行中，传输话音。BS对全小区的MS一对多一对一一对一控制信道CCH业务信道TCH广播信道BCH公共控制信道CCCH专用控制信道DCCH频率校正信道FCCH同步信道SCH广播控制信道BCCH寻呼信道PCH准许接入信道AGCH随机接入信道RACH独立专用控制信道SDCCH慢速辅助控制信道SACCH快速辅助控制信道FACCHBS对全小区的MS一对多一对一一对一MS在此同步，识别基站传输系统公共控制信息。频点、邻小区、LAI等基站对MS的入网申请作出应答。MS随机提出入网申请在分

12、配业务信道前传送有关信令，如登记、鉴权、加密、位置更新等信令MS校正工作频率传输基站寻呼MS的信息在分配业务信道后传送有关信令f2f1ttt7f3tt0BSf1f2f3t111122233344455BCH+CCCHDCCHTCHf2f1ttt7f3tt0BSf1BCH+CCCH 广播+公共控制DCCH 专用控制TCH 业务信道f2t1打电话的过程占用打电话的过程占用什么信道？什么信道？1、空闲时、监听广播信道2、发起呼叫时，在CCCH的RACH上发起3、CCCH的AGCH上允许接入4、在SDCCH上进行鉴权加密等5、分配TCH，开始通话6、通话过程中，在SACCH/FACCH进行信令传送5.

13、 突发脉冲序列突发脉冲序列：GSM系统中一个TDMA时隙(577us)中的信息格式。我们如何判断接收到的时隙属于哪个逻辑信道？我们如何判断接收到的时隙属于哪个逻辑信道？0.577ms156.25bit1100101011001011100100001110100.577ms156.25bitTS1TS2共有五种类型： （1）常规突发脉冲序列（NB） （2）频率校正突发脉冲序列（FB） （3）同步突发脉冲序列（SB） （4）接入突发脉冲序列（AB） （5）空闲突发脉冲序列（DB）（1）普通突发脉冲序列（NB）携带业务信道及控制信道（随机接入信道、同步信道和频率校正信道除外）的信息。TB3加密比特

14、571训练序列261加密比特57TB3GP 8.250.577ms156.25bit标志符起始时间结束时间保护间隔30s用于均衡器产生信道模型（2）频率校正突发脉冲序列（FB）用于构成频率校正信道（FCCH），携带频率校正信息。固定比特：全传送固定的频率校正序列TB3固定全0比特142TB3GP 8.250.577ms156.25bit（3）同步突发脉冲序列（SB）用于构成同步信道，携带系统的时间同步信息。是MS需要解调的第一个突发脉冲TB3加密比特39同步序列64加密比特39TB3GP 8.250.577ms156.25bit训练序列包含帧号，基站识别号BSIC（4）接入突发脉冲序列（AB）

15、用于构成随机接入信道，携带随机接入信息。保护间隔很长是为了MS在不知定时提前量时能接入网络TB8同步序列41加密比特36TB3GP 68.250.577ms156.25bit（5）空闲突发脉冲序列（DB）格式同普通突发脉冲序列，将加密比特换成固定比特。不含有用信息。在广播控制信道载波的TS0中，永远有控制信道信息。当其余7个时隙有空闲时，必须以DB来填充。TB3固定比特571训练序列261固定比特57TB3GP 8.250.577ms156.25bit6.帧结构GSM帧结构的层次： 超高帧 超帧 复帧 TDMA帧 时隙826或或51（业务、控制业务、控制）51或或26204811326 TDM

16、A帧业务复帧用于业务信道、慢速随路控制信道、快速随路控制信道。 控制复帧用于广播控制信道、公共控制信道GSM蜂窝系统规定上行传输所用的帧号和下行传输所用的帧号相同，但上行帧(相同号码)比下行帧，在时间上推后3个时隙本课小结GSM系统工作在 频段和 频段GSM900MHz频段的上下行频段分别为： 上行： 下行：GSM系统900MHZ频段的载波间隔为 ，双工间隔为 890915MHz935960MHz900MHz1800MHz200KHz45MHzGSM系统的空中接口是： Um接口GSM移动通信网共有频点 。 中国移动： 频点 中国联通： 频点 通常不使用 和 频道1124195961241124

17、890909915935954960195124195124MS发移动联通2.多址方式GSM采用 多址方式GSM在25MHz的频段中，先频分成124个载频（载频间隔200kHz），每个载频再时分成 个时隙。每8个时隙构成一个TDMA帧TDMA/FDMA/FDD8fnfn+1fn+2fn+3fn+4.帧 4.6ms时隙 577us物理信道200kHz频率时间GSM无线接口的TDMA/FDMA多址方式示意图4.信道类型GSM系统中的信道分为物理信道和逻辑信道。一个物理信道就是一个逻辑信道可分为： 和业务信道传递语音和数据时隙业务信道控制信道控制信道分三类： *广播信道（BCH）*公共控制信道（CCCH）*专用控制信道（DCCH）频率校正信道（FCCH）同步信道（SCH）广播控制信道（BCCH）寻呼信道（PCCH）随机接入信道（RACH）允许接入信道（AGCH）突发脉冲序列：共有五种类型： （1）普通突发脉冲序列（NB） （2）频率校正突发脉冲序列（FB） （3）同步突发脉冲序列（SB） （4）接入突发脉冲序列（AB） （5）空闲突发脉冲序列（DB）GSM系统中一个TDMA时隙中的信息格式GSM帧结构的层次： 超高帧 超帧 复帧 TDMA帧 时隙826或或51（业务、控制业务、控制）51或或26204811326 TDMA帧 复帧用于业务信道、慢速随路控制信